一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，属于电子仪器技术领域，包括上位机、LabVIEW板卡、缓冲级和硬件测量电路，所述LabVIEW板卡包括D/A转换模块、DIO信号模块和A/D转换模块，所述上位机与所述LabVIEW板卡通信连接，所述D/A转换模块通过所述缓冲级与所述硬件测量电路的输入端连接，所述硬件测量电路输出端与所述A/D转换模块连接，所述DIO信号模块与所述硬件测量电路连接，所述DIO信号模块用于根据待测晶体三极管控制所述硬件测量电路中各个负载电阻的阻值；所述硬件测量电路包括测量电路单元。本发明专利技术可以实时测量并显示NPN型晶体三极管或者PNP型晶体三极管的输出特性曲线，具有体积小、便于携带、结构简单、操作方便、实用性强以及成本低廉的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪
本专利技术涉及电子仪器领域，特别是涉及一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪。
技术介绍
晶体管特性图示仪是一种能在示波管屏幕上观察和测试晶体管的特性曲线和直流参数的测量仪器。传统的晶体管特性图示仪一般都体积较大且功能有限，基于模拟量显示，导致测试误差较大，难以得到较为精准的测试值，且成本较高。随着科技的发展和需求的提升，嵌入式技术、液晶显示技术、接口扩展的引入以及测试电路的不断优化，使晶体管特性图示仪向着集成化、智能化、高精度、多功能化方向不断发展，传统的模拟式晶体管特性图示仪正在被数字化的、高精度的数字晶体管图示仪所取代。但是，目前的晶体管特性图示仪往往结构十分复杂，而且价格昂贵，不适用于某些无需高精度测量的场合。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的数字晶体管图示仪存在的结构复杂、价格昂贵，不适用于某些无需高精度测量的场合的问题，提供一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪。为解决上述问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，包括上位机、LabVIEW板卡、缓冲级和硬件测量电路，所述LabVIEW板卡包括D/A转换模块、DIO信号模块和A/D转换模块，所述上位机与所述LabVIEW板卡通信连接，所述D/A转换模块通过所述缓冲级与所述硬件测量电路的输入端连接，所述硬件测量电路的输出端与所述A/D转换模块连接，所述DIO信号模块与所述硬件测量电路连接，所述DIO信号模块用于根据待测晶体三极管控制所述硬件测量电路中各个负载电阻的阻值；所述硬件测量电路包括测量电路单元，所述测量电路单元包括与所述待测晶体三极管的三个引脚分别连接的第一接口、第二接口和第三接口，且所述第一接口通过第一负载电阻与所述缓冲级连接，所述第二接口通过第二负载电阻接地，所述第三接口通过第三负载电阻与所述缓冲级连接；所述测量电路单元还包括用于测量所述第一负载电阻两端电压的第一放大器、用于测量所述第二接口和所述第三接口之间的电压的第二放大器和用于测量所述第二负载电阻或者所述第三负载电阻两端电压的第三放大器，所述第一放大器的输出端、所述第二放大器的输出端和所述第三放大器的输出端分别与所述A/D转换模块连接；当所述待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时，所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口分别与所述NPN型晶体三极管的基极、发射极和集电极连接，且所述第三放大器的输入端并接在所述第三负载电阻的两端；当所述待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时，所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口分别与所述PNP型晶体三极管的基极、集电极和发射极连接，且所述第三放大器的输入端并接在所述第二负载电阻的两端；所述上位机通过所述D/A转换模块和所述缓冲级保持所述第一负载电阻的输入电压为第一输入电压值不变，并按照预设输入电压序列通过所述D/A转换模块和所述缓冲级依次调节所述第三负载电阻的输入电压值，同时所述上位机获取每次调节所述第三负载电阻的输入电压值后对应的所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器的输出电压值；所述上位机根据获取的所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器的全部的输出电压值计算所述待测晶体三极管的输出特性曲线的坐标点，并根据所述坐标点绘制并显示所述输出特性曲线。上述基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，具有体积小，便于携带，结构简单，操作方便，实用性强以及成本低廉的优点，可以实时测量并显示NPN型晶体三极管或者PNP型晶体三极管的输出特性曲线。同时，本专利技术所提出的基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪还具有以下优点：(1)通过对三极管输出特性曲线的测量及显示，可以对三极管的性能进行更加直观地展示，尤其适用于电子教学，可以在教学中给学生演示出三极管输出特性曲线的图形的形成过程，通过实际演示增强学生的直观认识，从而提高教学效果，同时能够改善当今实验教学仪器体积庞大、不易携带的现状，提高了实验教学的灵活性和开放性，因此该图示仪具有较好的教学实用价值及应用前景；(2)通过对三极管输出特性曲线的测量及显示，可以对不同批次或者同一批次的三极管的性能进行对比，获得三极管的实际特性，根据测量结果指导三极管的生产以应用，具有实际的工程应用意义，而且通过实测绘制出的特性曲线与教科书中典型的三极管输出特性曲线是存在差异的，说明实际与理论是存在误差的，在实际工程应用中，可通过反馈技术后期处理得以稳定。附图说明图1为本专利技术其中一个实施例中基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪的结构示意图；图2为当待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时的测量电路单元的电路示意图；图3为当待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时的测量电路单元的电路示意图；图4为本专利技术其中一个具体实施方式中硬件测量电路包括结构相同的两个测量电路单元的电路示意图；图5为本专利技术另一个具体实施方式中仪用放大器的电路示意图。具体实施方式下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。虚拟仪器技术(Virtualinstrument)就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件(如LabVIEW)来完成各种测试、测量和自动化的应用。在其中一个实施例中，如图1所示，一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，包括上位机100、LabVIEW板卡200、缓冲级300和硬件测量电路400，其中，LabVIEW板卡200包括D/A转换模块210、DIO信号模块220和A/D转换模块230。上位机100与LabVIEW板卡200通信连接，D/A转换模块210通过缓冲级300与硬件测量电路400的输入端连接，硬件测量电路400的输出端与A/D转换模块230连接，DIO信号模块220(即数字电位计)与硬件测量电路400连接，DIO信号模块220用于根据待测晶体三极管控制硬件测量电路400中各个负载电阻的阻值。硬件测量电路400包括测量电路单元，测量电路单元包括与待测晶体三极管的三个引脚分别连接的第一接口T1、第二接口T2和第三接口T3，且第一接口T1通过第一负载电阻R1与缓冲级300连接，第二接口T2通过第二负载电阻R2接地，第三接口T3通过第三负载电阻R3与缓冲级300连接；测量电路单元还包括用于测量第一负载电阻R1两端电压的第一放大器A1、用于测量第二接口T2和第三接口T3之间的电压的第二放大器A2和用于测量第二负载电阻R2或者第三负载电阻R3两端电压的第三放大器A3，第一放大器A1的输出端、第二放大器A2的输出端和第三放大器A3的输出端分别与A/D转换模块230连接。当待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时，第一接口T1、第二接口T2和第三接口T3分别与NPN型晶体三极管的基极、发射极和集电极连接，且第三放大器A3的输入端并接在第三负载电阻R3的两端，如图2所示，为待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时，测量电路单元的电路示意图。当待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时，第一接口T1、第二接口T2和第三接口T3分别与PNP型晶体三极管的基极、集电极和发射极连接，且第三放大器A3的输入端并接在第二负载电阻R2的两端，如图3所示，为待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时，测量电路单元的电路示意图。上位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，其特征在于，包括上位机(100)、LabVIEW板卡(200)、缓冲级(300)和硬件测量电路(400)，所述LabVIEW板卡(200)包括D/A转换模块(210)、DIO信号模块(220)和A/D转换模块(230)，所述上位机(100)与所述LabVIEW板卡(200)通信连接，所述D/A转换模块(210)通过所述缓冲级(300)与所述硬件测量电路(400)的输入端连接，所述硬件测量电路(400)的输出端与所述A/D转换模块(230)连接，所述DIO信号模块(220)与所述硬件测量电路(400)连接，所述DIO信号模块(220)用于根据待测晶体三极管控制所述硬件测量电路(400)中各个负载电阻的阻值；所述硬件测量电路(400)包括测量电路单元，所述测量电路单元包括与所述待测晶体三极管的三个引脚分别连接的第一接口(T1)、第二接口(T2)和第三接口(T3)，且所述第一接口(T1)通过第一负载电阻(R1)与所述缓冲级(300)连接，所述第二接口(T2)通过第二负载电阻(R2)接地，所述第三接口(T3)通过第三负载电阻(R3)与所述缓冲级(300)连接；所述测量电路单元还包括用于测量所述第一负载电阻(R1)两端电压的第一放大器(A1)、用于测量所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)之间的电压的第二放大器(A2)和用于测量所述第二负载电阻(R2)或者所述第三负载电阻(R3)两端电压的第三放大器(A3)，所述第一放大器(A1)的输出端、所述第二放大器(A2)的输出端和所述第三放大器(A3)的输出端分别与所述A/D转换模块(230)连接；当所述待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时，所述第一接口(T1)、所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)分别与所述NPN型晶体三极管的基极、发射极和集电极连接，且所述第三放大器(A3)的输入端并接在所述第三负载电阻(R3)的两端；当所述待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时，所述第一接口(T1)、所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)分别与所述PNP型晶体三极管的基极、集电极和发射极连接，且所述第三放大器(A3)的输入端并接在所述第二负载电阻(R2)的两端；所述上位机(100)通过所述D/A转换模块(210)和所述缓冲级(300)保持所述第一负载电阻(R1)的输入电压为第一输入电压值不变，并按照预设输入电压序列通过所述D/A转换模块(210)和所述缓冲级(300)依次调节所述第三负载电阻(R3)的输入电压值，同时所述上位机(100)获取每次调节所述第三负载电阻(R3)的输入电压值后对应的所述第一放大器(A1)、所述第二放大器(A2)和所述第三放大器(A3)的输出电压值；所述上位机(100)根据获取的所述第一放大器(A1)、所述第二放大器(A2)和所述第三放大器(A3)的全部的输出电压值计算所述待测晶体三极管的输出特性曲线的坐标点，并根据所述坐标点绘制并显示所述输出特性曲线。...

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，其特征在于，包括上位机(100)、LabVIEW板卡(200)、缓冲级(300)和硬件测量电路(400)，所述LabVIEW板卡(200)包括D/A转换模块(210)、DIO信号模块(220)和A/D转换模块(230)，所述上位机(100)与所述LabVIEW板卡(200)通信连接，所述D/A转换模块(210)通过所述缓冲级(300)与所述硬件测量电路(400)的输入端连接，所述硬件测量电路(400)的输出端与所述A/D转换模块(230)连接，所述DIO信号模块(220)与所述硬件测量电路(400)连接，所述DIO信号模块(220)用于根据待测晶体三极管控制所述硬件测量电路(400)中各个负载电阻的阻值；所述硬件测量电路(400)包括测量电路单元，所述测量电路单元包括与所述待测晶体三极管的三个引脚分别连接的第一接口(T1)、第二接口(T2)和第三接口(T3)，且所述第一接口(T1)通过第一负载电阻(R1)与所述缓冲级(300)连接，所述第二接口(T2)通过第二负载电阻(R2)接地，所述第三接口(T3)通过第三负载电阻(R3)与所述缓冲级(300)连接；所述测量电路单元还包括用于测量所述第一负载电阻(R1)两端电压的第一放大器(A1)、用于测量所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)之间的电压的第二放大器(A2)和用于测量所述第二负载电阻(R2)或者所述第三负载电阻(R3)两端电压的第三放大器(A3)，所述第一放大器(A1)的输出端、所述第二放大器(A2)的输出端和所述第三放大器(A3)的输出端分别与所述A/D转换模块(230)连接；当所述待测晶体三极管为NPN型晶体三极管时，所述第一接口(T1)、所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)分别与所述NPN型晶体三极管的基极、发射极和集电极连接，且所述第三放大器(A3)的输入端并接在所述第三负载电阻(R3)的两端；当所述待测晶体三极管为PNP型晶体三极管时，所述第一接口(T1)、所述第二接口(T2)和所述第三接口(T3)分别与所述PNP型晶体三极管的基极、集电极和发射极连接，且所述第三放大器(A3)的输入端并接在所述第二负载电阻(R2)的两端；所述上位机(100)通过所述D/A转换模块(210)和所述缓冲级(300)保持所述第一负载电阻(R1)的输入电压为第一输入电压值不变，并按照预设输入电压序列通过所述D/A转换模块(210)和所述缓冲级(300)依次调节所述第三负载电阻(R3)的输入电压值，同时所述上位机(100)获取每次调节所述第三负载电阻(R3)的输入电压值后对应的所述第一放大器(A1)、所述第二放大器(A2)和所述第三放大器(A3)的输出电压值；所述上位机(100)根据获取的所述第一放大器(A1)、所述第二放大器(A2)和所述第三放大器(A3)的全部的输出电压值计算所述待测晶体三极管的输出特性曲线的坐标点，并根据所述坐标点绘制并显示所述输出特性曲线。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仪器的晶体三极管输出特性曲线图示仪，其特征在于，在所述上位机(100)获取每次调节后对应的所述第一放大器(A1)、所述第二放大器(A2)和所述第三放...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秉仁，刘卫平，杨媛如，
申请(专利权)人：吉林大学，长春朗音电测仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22